химический каталог




Молекулярная биофизика

Автор М.В.Волькенштейн

ельно легко получаемые в кристаллической форме, удобные объекты структурных исследований. Как уже говорилось, оба белка детально изучены методом рентгеноструктурного анализа с разрешением до 2,8 А как в оксигенированной (МЬОг, HbOg), так и в дезоксигенированной (Mb, НЬ) формах (см. стр. 274). Наличие в этих белках просте-тической группы гема, обладающей специфическими электронными свойствами, позволяет эффективно пользоваться при изучении Mb и НЬ методами спектроскопии, ЭПР, а также магнитной восприимчивостью, эффектом Мёссбауэра (см. стр. 423) и т. д.

Как уже сказано (см. стр. 231), молекула НЬ состоит из четырех субъединиц, каждая из которых подобна, хотя и не тождественна, молекуле Mb. Соответственно НЬ обладает кооперативными свойствами, определяемыми так называемым гем-гем взаимодействием. Напротив, Mb этих свойств лишен.

Присоединение 02 и других лигандов к Mb и НЬ происходит в группе гема. Лиганды насыщают шестую координационную валентность атома железа в геме. Образование этой химической связи вызывает ряд событий в молекуле белка.

Гем представляет собой ферропротопорфирин (см. рис. 2.15). Атом железа, находящийся в двухвалентном (Fe2+), или ферро-состоянии, координационно связан с четырьмя атомами азота пиррольных групп плоского порфиринового кольца. Пятая координационная связь, направленная перпендикулярно к плоскости кольца, соединяет атом Fe с имидазолом гистидила, шестая валентность либо свободна, либо занята лигандом.

НЬ и Mb и в оксигенированной и в дезоксигенированной формах содержат феррогем. При окислении НЬ и Mb образуются феррисоединения, содержащие трехвалентный (Fe3+) атом железа.

Атом Fe, вообще говоря, парамагнитен. В табл. 7.1 приведены некоторые магнитные свойства НЬ и его производных в различных состояниях.

Таблица 7.1

Мы видим, что феррогем может быть в высокоспиновом (НЬ) и низкоспиновом (НЬ08, НЬ(СО)4) состояниях. Связывание лиганда ярко проявляется в спектре поглощения в видимой области (рис. 7.1). В табл. 7.2 приведены соответствующие данные.

Интерпретация магнитных и спектральных свойств гема основывается на квантовомеханическом анализе. Внешние электроны атома железа имеют конфигурацию 3d6 для Fe2+ и 3d5

для Fe3+ (рис. 7.2). Теоретические расчеты основаны на теории поля лигандов [5]. В приближении молекулярных орбит лиганды рассматриваются на равных правах с центральным ионом, и МО системы представляются линейными комбинациями орбита-лей Fe и лигандов. Соответствующие вычисления для железо-порфириновых комплексов проводились рядом авторов [6—8]. Расчеты дали распределение электронной плотности и набор энергетических уровней, однако полученную интерпретацию спектра пока нельзя считать однозначной (дальнейшие подробности см. в [29]).

Актуальной задачей квантовой химии следует считать рассмотрение напряженного гема с пятью координационными связями в НЬ и Mb (см. [131]).

Во всех природных соединениях железа в нем содержится 2,2% изотопа Fe57. Это дает возможность изучать НЬ и Mb методом спектроскопии Мёссбауэра (см. [10]). Образец подвергается действию пучка монохроматических у~лУчей, испускаемых радиоактивным Fe57 (получаемым из Со57). Если сообщить источнику небольшую скорость движения относительно поглотителя (т. е. исследуемого образца), то частота \-квата. немного изменится вследствие эффекта Допллера. При некотором значении собственной частоты ядра Fe57 образца будут поглощать укванты резонансно, переходя из основного в возбужденное состояние. Резонансная частота ядра Fe57 в геме весьма чувствительна к воздействию соседних атомов и групп. Это позволяет получать с помощью эффекта Мёссбауэра ценную информацию об электронной структуре гема в различных его состояниях в НЬ и Mb (см. [2, 11]).

. Таблица 7.2

Спектры поглощения некоторых гем-соеднненнй ')

а-полоса 0-полоса Y-полоса (полоса Соре)

К А е-Ю-3 К А е-ю-3 К, к 8-Ю-*3

Гем 5650 6,1 3900 39,6

СО-гем 562а 14,6 5300 11,9 4065 147

НЬ 5550 13,5 4300 119

ньо8 5770 14,6 5420 13,8 4120 135

НЬ(СО)4 5690 13,4 5390 13,4 4190 191

Mb 5550 12,0 4350 114

мьо2 5820 13,1 5440 12,7 4170 119

МЬСО 5780 12,3 5410 14,1 4230 185

') Данные для НЬ и его производных [3] относятся к гемоглобину человека, для миоглобина и его производных [4] — к Mb кашалота.

Известны первичные структуры гемоглобина и миоглобина ряда видов животных, а также многих мутантных гемоглобинов человека (см. § 2.5). Расшифровка строения Mb и НЬ и выявление конформационных изменений, возникающих при их оксиге-нации, имеют принципиальное значение. Именно для этих белков проблема связи между строением и свойствами изучена сегодня наиболее подробно.

Кривая насыщения Mb молекулярным кислородом Y(p), где р — парциальное давление кислорода, лишена особенностей и подобна изотерме Лэнгмюра:

г-т&г- <7Л)

Напротив, аналогичная кривая для НЬ имеет S-образную форму и ее можно описать уравнением Хилла [12]

где параметр п ж 2,8. Обе кривые показаны на рис. 7.3 (ср. стр. 45).

Физиологический смысл S-образности кривой Y(p) д

страница 154
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228

Скачать книгу "Молекулярная биофизика" (4.80Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
цветок гортензия купить
Компания Ренессанс деревянные лестницы из дуба - цена ниже, качество выше!
кресло t 9930
В магазине КНС Нева электронная книга ПокетБук - метро Пушкинская, Санкт Петербург, ул. Рузовская, д.11.

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(10.12.2016)